單處理器作業系統是指帶有單核處理器的作業系統。在近年來多核心處理器逐步普及之後，單核作業系統逐步被雙核乃至多核的高速處理能力所取代。在單處理器作業系統中，運行狀態最多1個，最少0個；等待狀態最多N個，最少N-1個；就緒狀態最多N-1個，最少0個。
基本介紹
- 中文名：單處理器作業系統
- 外文名：uniprocessor operating system
- 學科：計算機
- 定義：帶有單核處理器的作業系統
- 領域：計算機系統
- 有關術語：作業系統
系統介紹,作業系統,單用戶單任務,CP/M,MS-DOS,單用戶多任務,相關區別,
系統介紹
作業系統
作業系統是用戶和計算機的接口，同時也是計算機硬體和其他軟體的接口。作業系統的功能包括管理計算機系統的硬體、軟體及數據資源，控制程式運行，改善人機界面，為其它套用軟體提供支持，讓計算機系統所有資源最大限度地發揮作用，提供各種形式的用戶界面，使用戶有一個好的工作環境，為其它軟體的開發提供必要的服務和相應的接口等。實際上，用戶是不用接觸作業系統的，作業系統管理著計算機硬體資源，同時按照應用程式的資源請求，分配資源，如：劃分CPU時間，記憶體空間的開闢，調用印表機等。
單用戶單任務
單用戶單任務作業系統的含義是，只允許一個用戶上機，且只允許用戶程式作為一個任務運行。這是最簡單的微機作業系統，主要配置在 8 位和 16 位微機上。最有代表性的單用戶單任務微機作業系統是 CP/M 和 MS-DOS。
CP/M
1974 年第一代通用 8 位微處理機晶片 Intel 8080 出現後的第二年， Digital Research 公司就開發出帶有軟碟系統的 8 位微機作業系統。1977 年 Digital Research 公司對 CP/M 進行了重寫，使其可配置在以 Intel 8080、8085、Z80 等 8 位晶片為基礎的多種微機上。1979 年又推出帶有硬碟管理功能的 CP/M 2.2 版本。由於 CP/M 具有較好的體系結構，可適應性強，且具有可移植性以及易學易用等優點，使之在 8 位微機中占據了統治地位。
MS-DOS
1981 年 IBM 公司首次推出了 IBM-PC 個人計算機(16 位微機)，在微機中採用了微軟公司開發的 MS-DOS(Disk Operating System)作業系統， 該作業系統在 CP/M 的基礎上進行了較大的擴充，使其在功能上有很大的增強。1983 年 IBM 推出 PC/AT(配有 Intel 80286 晶片)，相應地，微軟又開發出 MS-DOS 2.0 版本，它不僅能支持硬碟設備，還採用了樹形目錄結構的檔案系統。1987 年又宣布了 MS-DOS 3.3 版本。從 MS-DOS 1.0 到 3.3 為止的 DOS 版本都屬於單用戶單任務作業系統，記憶體被限制在 640 KB。從 1989 年到 1993 年又先後推出了多個 MS-DOS 版本，它們都可以配置在 Intel 80386、80486 等 32 位微機上。從 20 世紀80 年代到 90 年代初，由於 MS-DOS 性能優越而受到當時用戶的廣泛歡迎，成為事實上的16 位單用戶單任務作業系統標準。
單用戶多任務
單用戶多任務作業系統的含義是，只允許一個用戶上機，但允許用戶把程式分為若干個任務，使它們並發執行，從而有效地改善了系統的性能。目前在 32 位微機上配置的作業系統基本上都是單用戶多任務作業系統，其中最有代表性的是由微軟公司推出的 Windows。1985 年和 1987 年微軟公司先後推出了 Windows 1.0 和 Windows 2.0 版本作業系統，由於當時的硬體平台還只是 16 位微機，對 1.0 和 2.0 版本不能很好的支持。1990 年微軟公司又發布了 Windows 3.0 版本， 隨後又宣布了 Windows 3.1 版本， 它們主要是針對 386 和 486 等 32位微機開發的，較之以前的作業系統有著重大的改進，引入了友善的圖形用戶界面，支持多任務和擴展記憶體的功能，使計算機更好使用，從而成為 386 和 486 等微機的主流作業系統。
1995 年微軟公司推出了 Windows 95，它較之以前的 Windows 3.1 有許多重大改進，採用了全 32 位的處理技術，併兼容以前的 16 位應用程式，在該系統中還集成了支持 Internet的網路功能。1998 年微軟公司又推出了 Windows 95 的改進版 Windows 98，它已是最後一個仍然兼容以前的 16 位應用程式的 Windows，其最主要的改進是把微軟公司自己開發的Internet 瀏覽器整合到系統中，大大方便了用戶上網瀏覽，另一個特點是增加了對多媒體的支持。2001 年微軟又發布了 32 位版本的 Windows XP，同時提供了家用和商業工作站兩種版本，它是當前使用最廣泛的個人作業系統。2001 年還發布了 64 位版本的 Windows XP。在開發上述 Windows 作業系統的同時，微軟公司又開始開發網路作業系統 WindowsNT，它是針對網路開發的作業系統，在系統中融入了許多面向網路的功能。
相關區別
單處理器與多處理器作業系統的區別
早期的計算機系統是基於單個處理器的順序處理機器。程式設計師編寫串列執行的代碼，讓其在CPU上串列執行，甚至每一條指令的執行也是串列的(取指令、取運算元、執行操作、存儲結果)。為提高計算機處理的速度，首先發展起來的是聯想存儲器系統和流水線系統，ghostwin7前者提出了數據驅動的思想，後者解決了指令串列執行的問題，這兩者都是最初計算機並行化發展的例子。隨著硬體技術的進步，並行處理技術得到了迅猛的發展，計算機系統不再局限於單處理器和單數據流，各種各樣的並行結構得到了套用。目前計算機系統可以分為以下4類。
(1)單指令流單數據流(SISD)。一個處理器在一個存儲器中的數據上執行單條指令流。
(2)單指令流多數據流(SIMD)。單條指令流控制多個處理單元同時執行，每個處理單元包括處理器和相關的數據存儲，一條指令事實上控制了不同的處理器對不同的數據進行操作。向量機和陣列機是這類計算機系統的代表。
(3)多指令流肀數據流(MISD)。一個數據流被傳送給一組處理器通過這一組處理器卜的不同指令操作最終得到處理結果。該類計算機系統的研究尚在實驗室階段。
(4)多指令流多數據流(MIMD)。多個處理器對各自不同的數據集同時執行不同的指令流。可以把MIMD系統劃分為共享記憶體的緊密耦合MIMD系統和記憶體分布的鬆散耦合MIMD系統兩大類。
